DE834598C

DE834598C - Method and device for measuring or regulating ion concentrations

Info

Publication number: DE834598C
Application number: DEP13499A
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Friedrich V A Engel; Adam Frauendorfer
Original assignee: Hoechst AG; Farbwerke Hoechst AG
Current assignee: Hoechst AG
Priority date: 1948-10-02
Filing date: 1948-10-02
Publication date: 1952-03-20

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Messung oder Regelung von Ionenkonzentrationen Es ist bekannt, für Einzelmessungen, kontinuierliche meßtechnische Überwachung oder Regelung von Ionenkonzentrationen in Flüssigkeiten Elektrodenketten zu benutzen. Eine solche Kette besteht beispielsweise aus einer Glaselektrode und einer Vergleichselektrode, etwa einer Kalomel- oder einer Silberchloridelektrode. Eine andere Elektrodenkette, die sich für viele Messungen als zweckmäßig erwiesen hat, ist die Antimonelektrode, die ebenfalls in Verbindung mit einer Kalomel- oder einer Silberchloridelektrode angewandt wird.Method and device for measuring or regulating ion concentrations It is known for single measurements, continuous metrological monitoring or Control of ion concentrations in liquids using electrode chains. Such a chain consists, for example, of a glass electrode and a reference electrode, for example a calomel or silver chloride electrode. Another chain of electrodes, which has proven to be useful for many measurements is the antimony electrode, also in connection with a calomel or a silver chloride electrode is applied.

Es sind Vorrichtungen bekannt, die es ermöglichen, kleine Flüssigkeitsmengen von mehreren Kubikzentimetern laufend mittels einerdieser bekannten Ketten zu messen. Hierbei befindet sich die.6laselektrode oder die Antimonelektrode in einem zylindrischen Behälter, der mit der Vergleichselektrode kommuniziert. Devices are known which allow small amounts of liquid of several cubic centimeters continuously using one of these known chains. The 6las electrode or the antimony electrode is located in a cylindrical one Container that communicates with the reference electrode.

Der Nachteil solcher Behälter besteht darin, daß bei den normalen Ausführungen der Glaselektroden, etwa der kugelförmigen mit einem Durchmesser von rund 20 mm, immer noch ein verhältnismäßig großes Volumen der zu messenden Flüssigkeit benötigt wird, wodurch bei sehr geringem Zufluß, insbesondere tropfenweisem Zufluß, und bei Änderung der Ionenkonzentration die Einstellung des gesamten, die Elektrode umgebenden Flüssigkeitsvolumens eine sehr beträchtliche Zeit in Anspruch nimmt. The disadvantage of such containers is that the normal Versions of the glass electrodes, for example the spherical with a diameter of around 20 mm, still a relatively large volume of the liquid to be measured is required, whereby with very low inflow, especially dropwise inflow, and when changing the ion concentration the adjustment of the whole, the electrode surrounding liquid volume takes a very considerable amount of time.

Es hat sich herausgestellt, daß man diese Nachteile beseitigen und einwandfreie Ergebnisse in kontinuierlichem Verfahren erhalten kann, wenn man zur Messung, kontinuierlichen meßtechnischen Überwachung oder Regelung von Ionenkonzentrationen mittels Elektrodenketten bei geringen, tropfenweise oder stetig zufließendenFlüssigkeitsmengen erfindungsgemäß so verfährt, daß durch Oberflächenkräfte bzw. durch Kapillarwirkung der Teil der Oberfläche einer der Elektroden der Meßkette, der nicht in die abfließende Meßflüssigkeit eintaucht, dauernd von einer Minimalmenge der zu messenden Flüssigkeit bedeckt wird. Bei kontinuierlichem Zufluß wird diese Minimalmenge in kürzester Zeit ersetzt, bei tropfenweisem Zufluß wird die zuletzt festgehaltene Minimalmenge unmittelbar durch den neuen Tropfen weggespült. It has been found that one can have these disadvantages remove and obtain flawless results in a continuous process if one for measurement, continuous metrological monitoring or regulation of ion concentrations by means of electrode chains for small, drop-wise or steadily flowing amounts of liquid according to the invention proceeds so that by surface forces or by capillary action that part of the surface of one of the electrodes of the measuring chain that does not enter the draining Measuring liquid is immersed, always with a minimum amount of the liquid to be measured is covered. With a continuous inflow, this minimum amount becomes very short replaced, with dropwise inflow, the last recorded minimum amount is immediately washed away by the new drop.

Die Ergebnisse der Messungen können in bekannter Weise registriert und mittels einer Schreibvorrichtung sichtbar gemacht werden. The results of the measurements can be registered in a known manner and made visible by means of a writing device.

Handelt es sich bei den zu messenden kleinen Mengen um solche, bei denen sich noch ein Flüssigkeitsstrahl ausbilden kann, wird das erfindungsgemäße Verfahren bei Verwendung von Glaselektroden so ausgestaltet, daß durch Oberflächenkräfte und die Kapillarwirkung ein dünner Flüssigkeitsfilm auf der meßtechnisch aktiven Stelle der Glasoberfläche gebildet wird, wobei der abfließende Film den elektrisch leitenden Pfad zur Vergleichselektrode herstellt. Unter meßtechnisch aktiver Stelle der Glasoberfläche ist der äußerst dünnwandige Teil der Elektrode zu verstehen, der von verhältnismäßig kleiner Ausdehnung sein kann. Der andere Teil der Glaselektrode besteht aus bedeutend starkwandigerem Glas und bildet einen verhältnismäßig festen Körper, der zum Einbau der Elektrode und zur elektrischen Ableitung aus dem Innern des Elektrodenkörpers dient. If the small quantities to be measured are such, at which can still form a jet of liquid, the inventive Method with the use of glass electrodes designed so that by surface forces and the capillary action a thin liquid film on the metrologically active Place of the glass surface is formed, whereby the draining film the electrically Establishes a conductive path to the reference electrode. Below the metrologically active point the glass surface is the extremely thin-walled part of the electrode, which can be of relatively small size. The other part of the glass electrode consists of significantly thicker-walled glass and forms a relatively solid one Body that is used to install the electrode and for electrical discharge from the interior of the electrode body is used.

Weiterhin kann man das neue Verfahren bei aussetzendem oder tropfendem Zufluß so durchführen, daß über einen längeren Zeitabschnitt ein Tropfen oder eine Minimalmenge zurückgehalten und gegebenenfalls durch einen neuen Tropfen ersetzt wird. You can also use the new method for intermittent or dripping Carry out the inflow so that over a longer period of time a drop or a Minimal amount withheld and, if necessary, replaced by a new drop will.

Zur Durchführung des neuen Verfahrens benutzt man eine Vorrichtung, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Glaselektrode aus der abfließenden Flüssigkeit nur so weit herausragt, daß ein ununterbrochener elektrisch leitender Pfad zwischen der meßtechnisch aktiven Stelle der Glaselektrode und der Vergleichselektrode gewährleistet ist. To carry out the new method, a device is used which is characterized in that the glass electrode is made from the flowing liquid only protrudes so far that an uninterrupted electrically conductive path between the metrologically active point of the glass electrode and the reference electrode is.

Zweckmäßig kann man die Vorrichtung derart ausbilden, daß der zu messende Tropfen auf dem aktiven Teil der Glaselektrode durch einen in geringem Abstand gegenüber dieser Fläche angebrachten Körper, der beispielsweise stab- oder ringförmig ausgebildet ist, bis zum Einsetzen des neuen Meßvorgangs zurückgehalten wird. Dabei kann, beispielsweise bei Antimon-Kalomel-Ketten, der Abstand der beiden Elektroden derart bemessen sein, daß die Kaplllarwirkung gerade den zu untersuchenden Tropfen bis zum Einsetzen eines neuen Tropfens festhält. The device can expediently be designed in such a way that the to measuring drops on the active part of the glass electrode through a small Distance from this surface attached body, for example rod or is ring-shaped, held back until the onset of the new measuring process will. In this case, for example in the case of antimony-calomel chains, the distance between the two Electrodes should be dimensioned in such a way that the Kaplllarffekt just that to be examined Holds the drop until a new drop has set in.

In den Abbildungen sind Vorrichtungen zur beispielsweisen Durchführung des neuen Verfahrens gezeigt. In the figures are devices for example implementation of the new process shown.

In Abb. 1 ist eine kugelförmige Glaselektrode 1 gezeigt, die normalerweise in einen Becher oder zylindrischen Behälter 2 hineinragt, jetzt aber umgekehrt angeordnet ist, so daß der meßtechnisch aktive Teil der Glaselektrode aus dem Flüssigkeitsspiegel, der von der abfließenden Flüssigkeit gebildet wird, herausragt. In Fig. 1 a spherical glass electrode 1 is shown, which normally protrudes into a cup or cylindrical container 2, but now arranged the other way around so that the metrologically active part of the glass electrode from the liquid level, which is formed by the draining liquid protrudes.

Der auf den meßtechnisch aktiven Teil der Glaselektrode auftreffende Flüssigkeitsstrahl 3 bildet durch Oberflächenkräfte einen geschlossenen Film 4, der mit der abfließenden Flüssigkeit einen zusammenhängenden leitenden elektrischen Pfad 5 zur Vergleichselektrode 6 herstellt.The part of the glass electrode that strikes the active part of the measurement technology Liquid jet 3 forms a closed film 4 through surface forces, which is connected to the draining liquid and forms a conductive electrical Path 5 to comparison electrode 6 establishes.

Abb. 2 zeigt Teile einer Nleßapparatur. Hier sind die Antimonelektrode 7 und der Tonstift 8 oder die Fritte der Vergleichselektrode 9 so angeordnet, daß die Kapillarwirkung so lange den Flüssigkeitstropfen 10 festhält, bis der neue Tropfen ihn ersetzt. Diese Kette ist in üblicher Weise durch die Klemmen II und I2 mit einem geeigneten elektrischen Anzeige-, Schreib-oder Regelgerät verbunden. Fig. 2 shows parts of a measuring apparatus. Here are the antimony electrode 7 and the sound pen 8 or the frit of the comparison electrode 9 arranged so that the capillary action holds the liquid drop 10 in place until the new drop replaced him. This chain is in the usual way through the terminals II and I2 with a suitable electrical display, writing or control device connected.

In Abb. 3 ist eine Vorrichtung gezeigt, bei der die Meßelektrode eine Glaselektrode ist. Der Glaselektrode 13 gegenüber ist ein stabförmiger Körper 14 angeordnet, der ebenfalls einen Flüssigkeitstropfen 15 der zu messenden Flüssigkeit so lange zurückhält, bis ein neuer Tropfen iileßflüssigkeit von der Tropfvorrichtung I6 ihn ersetzt. Auf diese Weise ist eine kontinuierliche Messung möglich, und zwar mit einem Volumen, das nur einen Bruchteil eines Kubikzentimeters darstellt. In Fig. 3 a device is shown in which the measuring electrode is a glass electrode. Opposite the glass electrode 13 is a rod-shaped body 14 arranged, which also has a liquid drop 15 of the liquid to be measured holds back until a new drop of liquid from the drip device I6 replaced him. In this way, continuous measurement is possible, and that with a volume that is only a fraction of a cubic centimeter.

An Stelle der kugelförmigen Glaselektrode kann selbstverständlich auch eine zylindrische Elektrode benutzt werden, die nur einen kleinen Abschluß besitzt, der aus einer dünnen Glasmembran besteht. Instead of the spherical glass electrode, it goes without saying a cylindrical electrode can also be used, which only has a small termination which consists of a thin glass membrane.

Ebenfalls kann an Stelle des stabförmigen Körpers 14 ein anders ausgebildeter Körper, beispielsweise ein ringförmiger Körper, benutzt werden, in den der Tropfen hineinfällt und der diesen Tropfen auf der Oberfläche der Glaselektrode so lange zurückhält, bis durch den Ring ein weiterer Tropfen der zu messenden Flüssigkeit fällt, der den ursprünglichen dann ersetzt.Likewise, instead of the rod-shaped body 14, a differently designed body can be used Body, for example an annular body, can be used in which the drop falls into it and keeps this drop on the surface of the glass electrode for so long holds back until another drop of the liquid to be measured passes through the ring which then replaces the original one.

Claims

PATENT CLAIMS: 1. Method of measurement, continuous metrological Monitoring or regulation of ion concentrations by means of electrode chains small, dropwise or steadily flowing amounts of liquid, characterized in that, that by surface forces or by capillary action the part of the surface one of the electrodes of the measuring chain, which is not immersed in the flowing measuring liquid, is continuously covered by a minimum amount of the liquid to be measured.

2. The method according to claim I when using glass electrodes, characterized characterized in that the liquid jet to be measured forms a film on the measuring technology active point of the glass surface and the draining film forms the electrical Establishes a conductive path to the reference electrode.

3. The method according to claim I with intermittent or dripping inflow, characterized in that a drop over a longer period of time or a minimum amount is retained and, if necessary, replaced by a new drop will.

4. The method according to claim I to 3, characterized in that by Capillary action between the metrologically active part of the measuring electrode and the Reference electrode a continuously electrically conductive path is established.

5. Apparatus for performing the method according to claim 1 to 4, characterized in that the glass electrode from the flowing liquid only protrudes so far that an uninterrupted electrically conductive path between the metrologically active point of the glass electrode and the reference electrode is.

6. Apparatus for performing the method according to claim 3, characterized characterized in that the drop to be measured is on the active part of the glass electrode by a body attached at a short distance from this surface, the for example, rod-shaped or ring-shaped, until the onset of the new one Measurement process is held back.

7. Apparatus for performing the method according to claim 3 at any electrode chains, for example antimony-calomel chains, characterized in that that the distance between the two electrodes is such that the capillary action just holds the drop to be examined until the onset of a new drop.